转录因子如何在复杂的细胞环境中找到正确的DNA靶位点，是理解基因调控机制的核心问题之一。传统基因组学方法能够揭示转录因子的结合区域以及其对基因表达的影响，但这些方法主要提供静态信息，难以解析转录因子寻找靶位点过程中动态的分子行为。

2026年8月18日，开云手机网页登录页面邓伍兰研究员在国际期刊 Nature Reviews Genetics 发表题为“A transcription factor hustles towards a precise target”的 Journal Club 文章，回顾并讨论了 Elf 等人在2007年发表于 Science 的经典单分子研究。

Elf 等人的研究利用活细胞单分子荧光成像技术，在大肠杆菌（Escherichia coli）中研究转录因子 LacI 的动态行为，并结合定量分析框架解析其寻找特异DNA靶位点的过程。该研究表明，转录因子的精准靶向并非依赖一条预先设定的分子路径，而是在随机扩散、非特异性相互作用以及特异性DNA结合之间动态转换，通过统计规律实现对特定DNA序列的有效识别。这项工作建立了利用单分子技术研究转录因子动态搜索机制的重要范式。

这一经典研究改变了人们对于基因调控精准性的理解：生命体系中的精准调控并不一定来源于单个分子的确定性行为，而可能来自大量随机分子事件在细胞环境中的整合。

然而，从细菌体系到哺乳动物细胞，这一问题面临更加复杂的挑战。在真核细胞中，转录因子需要在高度组织化的染色质环境中寻找功能性基因组元件，并受到核小体占据、染色质状态以及多种调控因子协同作用的影响。因此，在哺乳动物细胞中解析转录因子如何搜索、识别并调控基因组功能元件，仍然是当前基因调控领域的重要问题。

近年来，邓伍兰研究组致力于发展活细胞单分子和超分辨成像方法，解析哺乳动物细胞中转录因子及染色质调控因子的动态行为，探索这些瞬态分子事件如何在复杂基因组环境中实现精准基因调控，并进一步影响细胞状态和功能。

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研究领域：

课题组致力于超分辨单分子活细胞成像与转录调控的交叉研究。通过融合多学科方法与先进光学成像技术，课题组构建了活细胞多模态定量成像平台，实现对活细胞内单分子行为的原位动态追踪与定量解析。研究主要聚焦于三个层面：转录全过程的时序调控机制，特别是转录因子与基因组的动态互作；生物大分子，尤其是含内在无序区蛋白的动态组装，以及三维基因组的时空组织；前沿活细胞成像技术的自主开发。课题组遵循“生物学问题驱动方法学建立、方法学反哺生物学发现”的研究思路，旨在为解析干细胞分化及疾病发生中的转录调控核心机制提供新的可视化研究维度。